TW583453B - Method of manufacturing black matrix - Google Patents

Description

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發明屬立技術領域 本發明是有關於一種彩色濾光片（color filter)的製 作方法’且特別是有關於一種黑色矩陣（black matrix / 簡稱B Μ )的製作方法。 先前技術

液晶顯示器（1 iqUid crystal dispiay，簡稱LCD)因 為具有低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等 傳統陰極射線管（c a t h 〇 d e r a y t u b e，簡稱C R T )所製造之 顯示器無法達到的優點。因此，液晶顯示器已成為近年來 顯示器研究的主要課題，且朝向彩色化發展。 目前彩色化的液晶顯示器大多使用背光（back 1 ight ’簡稱BL)與彩色濾光片的組合來達到彩色化的功 效。而彩色濾光片的結構通常如第1圖所示。 第1圖是習知之彩色濾光片（color filter)的剖面示 意圖。請參照第1圖，在一玻璃基板1 〇 〇上並列有紅色 (red)色塊102、綠色（green)色塊104、藍色（blue)色塊 1 0 6。而在色塊之間配置有黑色矩陣1 〇 8，其中綠色色塊 1 04與藍色色塊1 〇 6在實際製作上會發生如圖所顯示的"牛 角區域π 1 07，也就是在綠色色塊1 〇4與藍色色塊1 〇6頂面會_丨 有中間凹陷邊緣尖削的情形。此外，基板1 〇 〇上有一層銦 錫氧化物（ΙΤ0)透明電極1 1 0，而於ΙΤ0透明電極1 1 〇與基板 100之間有一層覆蓋色塊102、104、1〇6與黑色矩陣1〇8的 彼覆層（overcoat，簡稱 0C)112。 而上述彩色濾光片的製作方法通常是先在玻璃基板

10335twf.PTD 第5頁 583453 層黑色感光樹脂材料。然後利用光罩進行曝 硬烤等黃光微影（Π t h 〇 g r a p h y )製程，以形成 五、發明說明（2) 1 0 0上塗佈 光、顯影 起陣108。接著，同樣利用黃光微影的方法依此將乡 這此、綠色（G )、藍色（B)色塊1 〇 2、1 0 4、1 0 6做出，並將 ^二色塊間隔均勻地排列在黑色矩陣1 0 8所形成的開口區 立或1 1 4 u 後 上。隨後，於玻璃基板1 0 0上塗佈彼覆層1 1 2。最 1 将鋼锡氧化物（I τ 0 )透明電極1 1 0沉積於玻璃基板1 〇 〇 上’以完成彩色濾光片之製程。 p _然而’習知的彩色濾光片製程因為感光樹脂之黏度會 Ik日寸間變化，所以必須隨時調整塗佈轉速，以得設# 、子。此外，隨著液晶顯示器反應速度不斷提高的要求 下彩色濾光片的平坦性也必須相對提高，而習知製程所 形成的彩色色塊與黑色矩陣之重疊處的牛角現象卻無法去 因此需要一層披覆層覆蓋於其上，但是如此一來不但 έ ^成無法預測的R G B色間差出現，也會增加製程的複雜 性。 ’ 另外’由於彩色濾光片的黑色矩陣線寬與液晶顯示器 的1 口率有直接關係。若能將開口率提高，則能使液晶顯 不器的光使用率提高，相對地耗電率就會下降。然而，習 知的彩色濾光片因為要考量製程中如黑色矩陣與彩色色塊 的對準精度、避免各色色塊的彼此重疊造成彩色濾光片整 體平坦度下降等緣故，所以其中黑色矩陣的線寬必須限制 在約1 2微米以上，故無法將開口率提高。 發明内衮 583453 五、發明說明（3) --- 因此，本發明之目的是提供一種黑色矩陣的製作方 法’可簡化製程，並輕易控制黑色矩陣的厚度。 本發明之再一目的是提供一種黑色矩陣的製作方法 以去除彩色色塊與黑色矩陣的重疊處之牛角現^。 本务明之另一目的是提供一種黑色矩陣的製作方法 以避免RGB色間差的出現。 本發明之又一目的是提供一種黑色矩陣的製作方法 可使開口率提高。 本發明之又一目的是提供一種黑色矩陣的製作方法 能夠在不增加製程複雜性的前提下達到提高彩色濾光片全f 面平坦性的要求。 〜 本發明之又一目的是提供一種黑色矩陣的製作方法， 月匕元全去除黑色矩陣、紅色色塊、綠色色塊、藍色色塊以 及基板上的感光樹脂殘渣，進而放寬製程條件的容許範 圍。 根據上述與其它目的，本發明提出一種黑色矩陣的製 作方法，先提供一個已經形成紅、綠、藍三色彩色色塊的 透明基板，再於基板上形成一黑色層。接著，利用彩色淚 光片拋光製程（color filter polishing method，簡稱 鲁 CFP法）平坦化黑色層，且同時去除彩色色塊的牛角區 域，使其頂面暴露出來。 本發明另外提出一種彩色濾光片的製作方法，包括於 一透明基板上分別形成紅色色塊、綠色色塊、藍色色塊， · 再於透明基板上形成一黑色層覆蓋上述紅色色塊、綠色色

10335twf.PTD 第7頁 583453 五、發明說明（4) 塊、藍色色塊。接著，將黑色層平坦化至設定厚度，其製 程譬如是拋光方式（Ρ 0 1 i S h i n g )，並且同時使紅色色塊、 綠色色塊、藍色色塊的頂面暴露出來。最後，於紅色色 塊、綠色色塊、藍色色塊上形成一層透明電極。

本發明因為利用彩色濾光片拋光製程（CFP)製作黑色 矩陣’因此可簡化製程並能完全去除黑色矩陣、紅色色 塊、綠色色塊、藍色色塊以及基板上的感光樹脂殘渣，進 而放寬製程條件的容許範圍。此外，在所有色塊均形成後 所進行的彩色濾光片拋光製程（CFP )，可以改善彩色濾光 片表面凹凸的情況。而且，本發明不需要再加一層披覆層 覆k於彩色色塊上’所以能夠避免紅色色塊、綠色色塊、 藍色色塊有色間差的情形發生，如此一來就可提高彩色濾 光片的色度及亮度。 此外’本發明因為採用彩色濾光片拋光製程（CFp )， 所以不需像習知技術一樣考量製程上所帶來的限制，而能 將黑色矩陣的線寬大幅縮小，進而使液晶顯示器的開口率 大幅提昇。另外，本發明因為採用彩色濾光片拋光製程 (CFP)，故可在不增加製程複雜性的前提下，達到提高彩 色濾光片全面平坦性的要求。 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細 說明如下： ％ 實施方式 當本發明應用於彩色濾光片（color fiiter)的製作 583453 五、發明說明（5) 時’請見第2 A圖至第2C圖所示。雖然於圖中.只有三個色 塊’但是實際上彩色濾光片的色塊數量很多，且其配置方 式還分為馬赛克型、條紋型、四晝素配置型或三角型等， 因此本發明並不侷限於任一種特定形式的彩色濾光片 第2A圖至第2C圖是依照本發明之一較佳實施例之彩色 . 據光片的製造流程剖面示意圖。請參照第2A圖，先提供一 透明基板20 0譬如是玻璃基板，再於透明基板2〇〇上分別形 成紅色（red)色塊2 02、綠色（green)色塊204、藍色（blue) 色塊206。形成上述紅、綠、藍色色塊之前可先進行一清 潔步驟，如刷洗（brush)製程。而形成上述紅、綠、藍色 f 色塊的方法例如先將某一色感光材料塗佈在基板2 〇 〇上， f進行一預烘步驟，然後利用光罩進行曝光、顯影、硬烤 等製程’以形成這種顏色的色塊，而其餘的顏色色塊也是 利用前述方法來製得。此時，綠色色塊2〇4與藍色色塊2〇 6 會發生如圖所顯示的，，牛角區域，，2〇 7，也就是在綠色色塊 2 〇 4與藍色色塊2 〇 6頂面會有中間凹陷邊緣尖削的情形。 之後’請繼續參照第2A圖，於透明基板2 00上形成一 層黑色層208a覆蓋上述紅色色塊202、綠色色塊2〇4、藍色 色塊20 6。而形成上述黑色層2〇8a的方法例如先將一黑色 感光樹脂材料塗佈在基板20 0上，再進行一預烘步驟，然1 後進行全面曝光、顯影、硬烤等製程。 接著，請參照第2B圖，利用彩色濾光片拋光製程 (color filter p〇nshing method，簡稱CFP 法）將黑色層 * 2 0 8 a平坦化’以形成黑色矩陣（匕1 a c & m a t Γ丨X，簡稱

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BM)208b，同時去除綠色色塊2〇4與藍色色塊的牛角區 域207(請見第2A圖），使紅色色塊2〇2、綠色色塊2〇4、藍 色色塊206的頂面暴露出來。本發明因為可將習知製程無 法去除的牛角區域去除，因此不需要再加一層披覆層，所 以本發明不會造成無法預測的RGB色間差，進而提高彩色 . 滤光片的色度及亮度。而且，本發明之黑色矩陣2 〇 8 b的線 見明顯小於習知技術所形成的黑色矩陣丨〇 8 (請見第1圖）， 所以能使液晶顯示器的開口率大幅提昇。 最後，請參照第2C圖，於紅色色塊202、綠色色塊 204、藍色色塊206上形成一層透明電極21〇，其材質譬如 f 是銦錫氧化物（ITO)、銦鋅氧化物，而形成透明電極21〇的 方法例如物理氣相沉積法（p h y s i c a 1 v a ρ 〇 r d e ρ 〇 s i t i ο η， p為稱PVD)中的錢錢沉積製程（SpUttering deposition)。 本發明之特點在於： 1·本發明因為利用彩色濾光片拋光製程（CFP)製作黑 色矩陣，因此可簡化製程並能完全去除黑色矩陣、紅色色 塊、綠色色塊、藍色色塊以及基板上的感光樹脂殘渣，進 而放寬製程條件的容許範圍。 2 ·本發明在所有色塊均形成後所進行的彩色濾光片拋·> 光製程（CFP)，可以改善彩色濾光片表面凹凸的情況。而 且，本發明不需要再加一層彼覆層覆蓋於彩色色塊上，所 以能夠避免紅色色塊、綠色色塊、藍色色塊有色間差的情 形發生，如此一來就可提高彩色濾光片的色度及亮度。 · 3 ·本發明因為採用彩色濾光片拋光製程（CF P)，所以

10335twf.PTD 第10頁 583453 五、發明說明（7) 不需像習知技術一樣考量製程上所帶來的限制，而能將黑 色矩陣的線寬大幅縮小，進而使液晶顯示器的開口率大幅 提昇。 4.本發明因為在所有色塊均形成後採用彩色濾光片拋 光製程（CFP )，故可在不增加製程複雜性的前提下，達到 提高彩色濾光片全面平坦性的要求。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10335twf.PTD 第11頁 583453 圖式簡單說明 第1圖是習知之彩色濾光片（color filter)的剖面示 意圖；以及 第2A圖至第2C圖是依照本發明之一較佳實施例之彩色 濾光片的製造流程剖面示意圖。 圖式標示說明 100， 102， 104， 106， 107， 108， 110， 112: 114 ： 2 0 8a 2 0 0 :基板 2 0 2 :紅色色塊 2 0 4 :綠色色塊 2 0 6 :藍色色塊 2 0 7 :牛角區域 2 0 8b :黑色矩陣 2 1 0 :透明電極 披覆層 開口區域 • 田么 •黑邑層

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Claims (1)

1. 583453 _案號 92100160_年月日_^_ 六、申請專利範圍 平坦化該黑色層，使該些紅色、綠色以及藍色色塊頂 面露出以形成複數個黑色矩陣；以及 於該些紅色色塊、該些綠色色塊以及該些藍色色塊上 形成一透明電極。 6 .如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中平坦化該黑色層之方法包括進行一彩色濾光片拋 光製程。 7 ·如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中於該透明基板上形成該黑色層之方法包括： 將一黑色感光樹脂材料塗佈在該透明基板上；以及 進行硬烤製程。 8.如申請專利範圍第7項所述之彩色濾光片的製作方 法’其中將該黑色感光樹脂材料塗佈在該透明基板上之 後，更包括： 進行預烘製程； 進行全面曝光；以及 進行顯影製程。 9 .如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中於該透明基板上形成該些紅色色塊之方法包括： 將一紅色感光材料塗佈在該透明基板上； 利用光罩進行曝光製程； 進行顯影製程；以及 進行硬烤製程。 1 〇.如申請專利範圍第9項所述之彩色濾光片的製作方

   10335twfl.ptc 第14頁 583453 _案號 92100160_年月日__ 六、申請專利範圍 法，其中將該紅色感光材料塗佈在該透明基板上之後，更 包括進行預烘製程。 1 1 ·如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中於該透明基板上形成該些綠色色塊之方法包括： 將一綠色感光材料塗佈在該透明基板上； 利用光罩進行曝光製程； 進行顯影製程；以及 進行硬烤製程。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中將該綠色感光材料塗佈在該透明基板上之後，更 包括進行預烘製程。 1 3.如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中於該透明基板上形成該些藍色色塊之方法包括： 將一藍色感光材料塗佈在該透明基板上； 進行預烘製程； 利用光罩進行曝光製程； 進行顯影製程；以及 進行硬烤製程。 1 4.如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中該透明基板包括玻璃基板。 1 5 .如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方 法，其中該透明電極之材質包括銦錫氧化物、銦鋅氧化 物。 1 6 .如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片的製作方

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